JP3954569B2 - 電気空気式音響ホーン - Google Patents

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Description

本発明は、特に二輪モータ車両、四輪モータ車両に備えるのに適した電気空気式音響ホーンに関する。
従来技術の電気空気式音響ホーンは一つまたは複数の音響ユニットを含んだ音発生部を含んでおり、音発生部は音響ユニットの数に基づく一倍音、二倍音、三倍音の同調音(tuned sound)を発生させる空気通路のためのダクトによって電気コンプレッサに接続されている。
さらに特別には、音響ユニットは、再発生される周波数に比例した長さの直線状の指数関数のように変化するダクトより構成されている。このダクトは、往復運動をしつつ自由に動作する薄膜が配置されている音響に挿入されている。
直線状ダクトは、振動する薄膜によって生じた音響信号のための入口部が設けられた略連続的部分を備えた第一延在部分と、増幅された音響信号のための出口部で終了する略円錐曲線状で指数関数のように変化する変化部分を備えた第二延在部分とを具備している。
薄膜は、キャリブレーション段階時に、前記薄膜の底部と呼ばれる金属部材に対する歪みにより適切に延ばされて、所定の音響圧力で音を発生させるように本体の外形部分に付加される。
従来技術の異なる設計変更例においては、音響ユニットは二つであり、対応するダクトが渦巻型であって、ホーンの全体寸法を制限するよう並置されている。
前述したように音響ホーンおよび、さらに特別には自動車に搭載された直線状音響ユニットの音響ホーンは、エンジンコンパートメントに設置されている。
異なる特徴を有する音響ユニットは市場で利用可能であり、通常は同調音について一つから最大で三つである音響ユニットの数および各ユニットが再生する周波数に応じて主に分類される。
スペースを最適化すると共に自動車のあらゆる要素の寸法を少なくするための必要性が、コンプレッサ組立体および音響ユニットを備えた組立体を小型化することによって音響ホーンの寸法を可能な限り低減してきた。
現在提案されている解決法は、要求される音の周波数と要求されるダクトの長さとの間に存在する相互関係ならびにより大きな周波数を同時に再生するのに絶対必要な音響ユニットの数の観点から良好な結果を与えていない。
このような音響ホーンを設置することに関しては、コンプレッサおよび音響ユニットは対応する固定部材によって対向する支持部に個々に固定されている。
次いで、コンプレッサは、偏り(deviation)を含みうるラバー製ダクトによって各音響ユニットに接続されている。この偏りによって、音響ユニットの各音響に圧縮空気を搬送することができる。
そのようなホーンの第一の欠点は、コンプレッサおよび音響ユニットに対応する二つまたは複数の構成要素による取付が要求されるので、設置段階において組立が複雑であることである。
他の欠点は、各音響ユニットとコンプレッサとの間の接続作用が困難であって時間を消費すると共に、不適切に取付られた場合には音響ユニットの音の即時性および同時性が保証されないことである。
正確な組立を行うのがしばしば不可能であることが原因で、さらに特別にはコンプレッサと音発生部との間の空気接続の観点から、互いに分離される種々の構成要素を制限された空間に取り付けるのは不可能であるが、音の即時性を得るためこれら構成要素をに互いに接近して設置すること、および音響ダクトをコンプレッサから等距離に配置して音の同時性を保証することも同時に要求されている。
この欠点を排除するために電磁ホーンが広範に使用されていて、操作に対して良好なレスポンスを保証すると共に小型の構造となっている。
しかしながら、電磁ホーンの組立段階は、電磁ホーンの作動に対して本質的な特別のブラケットを使用することが要求されており、このブラケットは組立体全体の寸法を増大させる欠点を有している。
本発明の目的は前述した欠点を克服することである。
さらに特別には、本発明の第一の目的は、従来技術の電気空気式音響ホーンに対してさらに小型構造の電気空気式音響ホーンを提供することである。
本発明の他の目的は、従来技術と同等の電気空気式音響ホーンに対して組立の複雑さを低減する電気空気式音響ホーンを提供することである。
本発明の追加の目的は、メンテナンス作業の場合には迅速に分離することのできる電気空気式音響ホーンを提供することである。
次いで、本発明の別の目的は、特徴の観点から有効な変更例をなしうると共に電磁ホーンに対して音響パワーの大きい音響ホーンを提供することである。
本発明の追加の目的は、公知の電気空気式音響ホーンよりも音の即時性および同時性の特徴が良好な音響ホーンを提供することであり、これら特徴は電磁ホーンの特徴に匹敵しうる。
本発明の最終的であるが価値が最も低いわけではない目的は、信頼性、さらに特別には、不断の音放出作用に対する耐性および製品の有効寿命に対する信頼性の観点から電磁ホーンに対して有効な変更例をなしうる電気空気式音響ホーンを提供することである。
前述した目的は主要請求項の記載に基づく電気空気式音響ホーンによって達成される。
電気空気式音響ホーンは、
外部からの空気の少なくとも一つの吸込入口部と、圧縮された空気のための少なくとも一つの出口部とが設けられている少なくとも一つの電気コンプレッサユニットと、
圧縮空気を導入するために少なくとも一つの開口部が設けられた少なくとも一つの音響を含む音発生部とを具備し、弾性薄膜が音を発生させるために前記開口部に設けられており、少なくとも一つの渦巻型音響ダクトが外方シェルとダイアフラムとの間に形成されており、前記音響ダクトが前記音響に連通していて、前記薄膜によって生じた音を外方に伝播させるようになっており、
さらに、
前記コンプレッサの前記出口部を前記音響の前記開口部に連通させるようになっている空気チャネル手段を具備し、
襟部を摺動して取り付けることによって少なくとも一つの前記コンプレッサユニットと前記音発生部とが取外し可能なように機械的に接続されている。
好ましい実施形態によれば、音発生部は、ダイアフラムが間に介在している対向する二つのシェルの間に形成された二つの音響ダクトを具備しており、襟部が各シェルと一体的に形成されている。
前記襟部には、コンプレッサの吸込入口部を外部に連通させるラビリンス式吸込ダクトが設けられている。
チャネル手段はコンプレッサの一部であって、出口部の下流に配置されていて、嵌込み作用によりダクトに結合されているインジェクタを具備している。
ダクトは音発生部内に形成された二つの中間に連通している。対応する音響に連通する開口部は各中間に形成されている。
異なる実施形態においては、音発生部はシェルとダイアフラムとの間に形成された単一の音響ダクトを具備している。襟部の一部分はシェルに一体的に形成されており、襟部の他の部分はダイアフラムに一体的に形成されている。
両方の実施形態においては、音響ホーンは、支持構造部に接続するためにコンプレッサ本体に形成された単一の突出要素から構成される固定手段を具備している。
有利には、本発明の音響ホーンは、コンプレッサユニットと音発生部とが襟部によって結合されているキットとして供給されうる。それゆえ、使用者が二つの主要な部品、つまり音発生部とコンプレッサとを嵌め込みによる単純な組立作用によって、音響ホーンを二輪モータ車両または四輪モータ車両に設置するよう使用することができる。
さらに有利には、小型構造物である音響ホーンはコンプレッサから音響までの圧縮空気流れの経路を最小化している。このため、追加の音響ダクトが設けられるときに音の同時性と即時性とに関するパフォーマンスを向上させられる。
また有利には、小型構造物である音響ホーンによって、自動車から音を伝播させるために承認済の形式の最小値に対して、さらに特に音響パワーの少ない電磁ホーンと比較して、好ましい設置を行うことができる。
添付図面を参照することにより、図示していて実施例を制限するものではない好ましい実施形態の後述する説明によって前述した目的がさらに良好に理解されよう。
本発明の音響ホーン1が図1に示されている。
音響ホーン1はコンプレッサユニット2と、音発生部3と、コンプレッサユニット2を音発生部3に連通させるようになっている空気チャネル手段4とを具備している。
さらに特別には、コンプレッサユニット2には、外方からの空気を吸込む吸込入口部5と、圧縮空気のための出口部6とが設けられている。
単純にする目的で図面には示していない、電源に接続するのに適切な要素がコンプレッサユニット2の本体に設けられていてコンプレッサユニット2の下方部分に配置されている。
音発生部3については、音発生部3は図4に示される二つの音響7、8を具備しており、各には圧縮空気を導入するための開口部9、10がそれぞれ設けられている。
各音響7、8には、弾性薄膜11、12が設けられており、これら弾性薄膜11、12はコンプレッサユニット2から流入した圧縮空気によって振動されるときに音を発生させる。
渦巻型音響ダクト13、14が各音響7、8に関連付けられていて、外方シェル15、16とダイアフラム17との間に形成されている。ダイアフラム17は渦巻型音響ダクト13、14の両方に共通であって、外方シェル15、16の間に介在している。
各音響ダクト13、14は略連続部分を備えた第一延在部分19、20を有しており、これら第一延在部分19、20には音響7、8に連通する入口部21、22が設けられている。各音響ダクト13、14の連続的な第一延在部分19、20は図1における場所25、26において第二延在部分23、24に接続されている。第二延在部分23、24は、外部に音を伝搬するために出口部27、28で終了していて円錐型で指数関数のように変化する変化部分を有している。
各音響ダクト13、14の形状は、得られるべき周波数であってこの場合には二倍音の同調音が得られる周波数に一致することが知られている。チャネル手段4については、チャネル手段4は圧縮空気を音響7、8に導入するためにコンプレッサ2の出口部6を開口部9、10に連通させている。
前記チャネル手段4は、
コンプレッサ2に属していてコンプレッサの出口部6の後に配置されたインジェクタ29と、
前記音発生部3内に形成された二つの中間31、32とを具備し、各中間31、32は対応する音響7、8に接続する開口部9、10を形成しており、
さらに、
図2および図3に詳細に示されるようにダイアフラム17に形成されていて前記中間31、32に連通していて前記インジェクタ29に結合されたダクト33と、を具備している。
さらに特別には、コンプレッサ2により発生されて出口部6から流入した単一の流れから中間31、32のそれぞれに流れる二つの圧縮空気の流れが、そのような結合作用によって発生するのは図3より明らかである。
このようにして、コンプレッサ2と音響7、8との間を接続する短くてかつ対称的な空気のチャネルが得られ、このチャネルは最適な音の即時性を保証すると共に図示される二倍音の場合には同時性を保証する。
本発明によれば、コンプレッサユニット2と音発生ユニット3とは襟部34を通じて機械的に接続されている。
図4においてさらに良好に示される襟部34は、略円筒形状のコンプレッサ2の本体を受容するようになっている半円形状の二つの部分34a、34bのような二つのシェル15、16の一体的延長部分として形成されている。
他の実施形態においては二つの部分34a、34bの形状はコンプレッサ2の本体の形状に適した異なる形状であるのは明らかである。
襟部34においては、特に吸込入口部5が配置されている側の部分34bにおいては、吸込入口部5を外部に連通させるラビリンス形状の吸込用ダクト35が設けられている。
この吸込用ダクト35においては、吸込入口部5内に受容される管状突出部材36が設けられており、この管状突出部材36には弾性拡張部材37が設けられている。弾性拡張部材37は吸込入口部5に干渉して襟部34、特に部分34bをコンプレッサ2の本体に接続するようにしており、この接続作用によってコンプレッサ2の吸込用ダクト35に対する良好な取付が保証される。
図4に示されるように各音響7、8は、対応する外方シェル15、16に付加された整形体7a、8aにより形成されている。
弾性薄膜11、12は金属製底部38、39を通じて整形体7a、8aに拘束されている。キャリブレーション段階においては伝播される音の圧力レベルの関数として薄膜に張力をかけるために、金属製底部38、39は整形体7a、8aの外方に重なり合って、フランジ止めにより整形体7a、8aに固定される。
機械的係合作用によって整形体7a、8aに結合されたキャップ40、41は底部38、39のカバーおよび保護部として配置される。
図1に示されるように、音響ホーン1を支持構造部Sに接続するためのネジ要素を受容するようになっている整形突出部材から構成される固定手段42がコンプレッサ2の本体に設けられている。
他の実施形態におけるそのような固定手段42は支持構造部Sの形状および位置に適するために異なっていても良いのは明らかである。
最終的に図5に示されるように、ダイアフラム17にはカギ状嵌込み手段17aが設けられている。コンプレッサ2と音発生3とが襟部34によって相互に接合されると共に前記インジェクタ29がダイアフラム17に形成されたダクト33内に完全に挿入されるときに、このカギ状嵌込み手段17aはダイアフラム17をコンプレッサユニット2に拘束すると共に気密封止を保証するようになっている。
実際に、音響ホーン1は、コンプレッサユニット2と音発生部3とを構成する部品が分けられているキットとして供給されるのが有利でありうる。このキットは嵌込み係合により設置前に使用者によって容易に組み立てられうる。
組立動作は、嵌込み手段17aがダイアフラム17をコンプレッサユニット2の本体に拘束して気密封止を保証できるのと同程度の長さだけコンプレッサユニット2のインジェクタ29をダイアフラム17のダクト33に挿入することによって行われる。
同時に部分34a、34bを備えた襟部34はコンプレッサユニット2の外面に機械的係合作用によって結合される。
最終的に、管状突出部材36を弾性拡張部材37によって吸込入口部5に挿入することによって、襟部34をコンプレッサにさらに固定することが保証される。
ラビリンス式吸込用ダクト35によって、コンプレッサユニット2内に直接的に進入しうる異物または水跳ねから空気用吸込入口部5を保護することができる。
第一の実施形態の音響ホーン100が図10に示されている。
この変更例は、各107、108の整形体107a、108aが対応する外方シェル115、116と一体的になっていて全体が鋳造により製造されるという点で第一の実施形態とは異なっている。
この実施形態においては、各中間131、132が図4の第一の実施形態の場合と比較して異なる形状を有しているのは明らかである。
本発明の他の実施形態が200が図11に示されている。
この変更例は、さらに特別には、単一の音を伝播させる単一の音響ダクト213を有するのが明らかな単音式音響ホーンに関する。
この場合には、単一の外方シェル215を備えているので、接続用襟部234が二つの部品から形成されている。図12に詳細に示されるように、第一の部品は外方シェル215と一体的な延長部であり、第二の部品はダイアフラム217と一体的になっている。
図15には本発明の追加の実施形態300が示されている。
図1から理解できるように、本実施形態は二つの対向するシェル315、316とダイアフラム317との間に形成された二つの音響ダクト313、314が設けられた二倍音式の音響ホーンに関する。
しかしながら、この場合には襟部334がダイアフラム317と一体的に形成されており、図16および図18から分かるようにこのダイアフラムは音響ダクト313、314の壁部も具備している。
二つのシェル315、316は接着剤または超音波溶接によりダイアフラム317に接続されているのが好ましいが、このことは必ずしも必要ではない。
本発明の二倍音式ホーンを、異なるメロディーで音を発生させられる図示しない音変調システムに関連づけることができる。
特に、異なる音響効果を得るためにダクト内における空気流れの持続時間および強度を変更することができる。
このことは、コンプレッサユニットから二つの音響ダクトまでの空気流れを制御して供給することのできる公知の技術に基づく制御弁手段を介在させることによって得られる。
第一のそのような公知の技術は、電子制御ユニットに接続された電磁弁の使用に関する。電子制御ユニットは、ダクト内の空気流れを搬送すると共に変調するために電磁弁の位置を決定する。
他の公知の技術によれば、空気流れを音響ダクトに供給することは、所望の流れに基づいて弁を制御するギア機械システムによって得られる。このギア機械システムは圧縮手段(reducing member)によりコンプレッサユニットに関連づけられた駆動シャフトに接続されている。
本発明の音響ホーンは意図した目的および利点を前述したことより達成できる。
他の設計変更例を音発生段階における音響ホーンに対して行うことができる。
さらに特別には、ラビリンス式吸込ダクトおよび中間、襟部の形状と延長部分、支持固定手段およびダイアフラムのカギ状嵌込み手段の形状および位置を異なるようにしてもよい。
しかしながら、説明していなくて図面にも示していないものの、添付される特許請求の範囲に示される本発明の範囲に含まれるそのような変更例および追加の変種例が本発明に包含されると考えられることが理解されよう。
本発明の音響ホーンの側断面図である。 図1のチャネル手段の詳細を示す拡大図である。 図2の線II−IIに沿ってみた詳細な断面図である。 図1の線I−Iに沿ってみた音響ホーンの断面図である。 図1の音響ホーンのダイアフラムの側面図である。 図5のダイアフラムの側面図である。 図5のダイアフラムの頂面図である。 図4の詳細を示す断面図である。 図8の線VII−VIIに沿ってみた断面図である。 図1の設計変更例の線I−Iに沿ってみた断面図である。 図1の他の設計変更例の線I−Iに沿ってみた断面図である。 図11のダイアフラムの側面図である。 図12のダイアフラムの頂面図である。 図12のダイアフラムの側面図である。 図1の追加の設計変更例の線I−Iに沿ってみた断面図である。 図15のダイアフラムの横方向からみた図である。 図16の頂面図である。 図16の横方向からみた図である。

Claims (21)

  1. 外部からの空気の少なくとも一つの吸込入り口部(5)と、圧縮された空気のための少なくとも一つの出口部(6)とが設けられている電気コンプレッサユニット(2)と、
    圧縮空気を導入するために少なくとも一つの開口部(9、10)が設けられた少なくとも一つの音響(7、8、107、108)を含む音発生部(3)とを具備し、弾性薄膜(11、12)が音を発生させるために前記開口部に設けられており、少なくとも一つの渦巻型音響ダクト(13、14、213、313、314)が外方シェル(15、16、115、116、215、315、316)とダイアフラム(17、217、317)との間に形成されており、前記音響ダクト(13、14、213、313、314)が前記音響(7、8、107、108)に連通していて、前記薄膜(11、12)によって生じた音を外方に伝播させるようになっており、
    さらに、
    前記コンプレッサ(2)の前記出口部(6)を前記音響(7、8、107、108)の前記開口部(9、10)に連通させるようになっている空気チャネル手段(4)を具備する電気空気式音響ホーン(1、100、200、300)において、
    襟部(34、234、334)を摺動して取り付けることによって少なくとも一つの前記コンプレッサユニット(2)と前記音発生部(3)とが取外し可能なように機械的に接続されている電気空気式音響ホーン
  2. 前記襟部(34、234、334)が前記音発生部(3)に属している請求項1に記載の音響ホーン(1、100、200、300)。
  3. 前記音発生部は、一方が他方に対向する二つのシェル(15、16、115、116)の間に形成されていてダイアフラム(17)によって分離された二つの音響ダクト(13、14)を具備しており、前記襟部(34)の部分(34a、34b)は前記シェル(15、16、115、116)のそれぞれ一方に形成されている請求項2に記載の音響ホーン(1、100)。
  4. 前記音発生部がシェル(215)とダイアフラム(217)との間に形成された単一の音響ダクト(213)を具備し、前記襟部(234)は前記シェル(215)に一体的な部分と前記ダイアフラム(217)に一体的な部分とを有している請求項2に記載の音響ホーン(200)。
  5. 前記音発生部は、一方が他方に対向する二つのシェル(315、316)の間に形成されていてダイアフラム(317)によって分離された二つの音響ダクト(313、314)を具備しており、前記襟部(334)は前記ダイアフラム(317)と一体的に形成されている請求項2に記載の音響ホーン(300)。
  6. 前記襟部(34、234、334)が、前記コンプレッサ(2)の前記吸込入口部(5)を外部に連通させるラビリンス式の吸込ダクト(35)を有している請求項1に記載の音響ホーン(1、100、200、300)。
  7. 前記チャネル手段(4)は、
    コンプレッサ(2)に属していてコンプレッサの出口部(6)の後に配置されたインジェクタ(29)と、
    前記音発生部(3)に形成された少なくとも一つの中間(31、32、131、132)とを具備し、各中間には、音響(7、8、107、108)に連通する開口部(9、10)が形成されており、
    さらに、
    前記中間(31、32、131、132)に連通していてダイアフラム(17)に形成されていて前記インジェクタ(29)に結合されたダクト(33)と、を具備している請求項1に記載の音響ホーン(1、100、200、300)。
  8. 前記ダイアフラム(17、217)には、該ダイアフラム(17、217)を前記コンプレッサの本体に拘束するようになっているカギ状嵌込み手段(17a)が設けられており、前記襟部(34、234)が前記コンプレッサ(2)と前記音発生部(3)とを相互に接続するときに前記カギ状嵌込み手段(17a)が気密封止を保証する請求項1に記載の音響ホーン(1、100、200、300)。
  9. 前記吸込ダクト(35)において、前記吸込入口部(5)内に受容される管状突出部材(36)が設けられており、この管状突出部材(36)には、前記吸込入口部(5)に干渉して前記襟部(34、234、334)と前記コンプレッサ(2)の本体とを接続する弾性拡張手段(37)が設けられている請求項6に記載の音響ホーン(1、100、200、300)。
  10. 前記渦巻型音響ダクト(13、14、213)は略連続部分を備えた第一延在部分(19、20)を有しており、これら第一延在部分(19、20)には音響(7、8、107、108)に連通する入口部(21、22)が設けられており、前記第一延在部分(19、20)は、外部に音を伝搬するために出口部(27、28)で終了していて円錐型で指数関数のように変化する変化部分を有している第二延在部分(23、24)に接続されている請求項1に記載の音響ホーン(1、100、200、300)。
  11. 支持構造部(S)に対する固定手段(42)を具備する請求項1に記載の音響ホーン(1、100、200、300)。
  12. 前記固定手段が前記コンプレッサ(2)の本体に形成された単一の整形突出部材(42)を具備し、該整形突出部材は前記支持構造部(S)への接続のためにネジ部材を受容するようになっている請求項11に記載の音響ホーン(1、100、200、300)。
  13. 前記音響(7、8、107、108)は、前記弾性薄膜(11、12)が配置されている整形体(7a、8a、107a、108a)により形成されており、前記整形体(7a、8a、107a、108a)は前記音響ダクト(13、14、213、313、314)を形成する前記外方シェル(15、16、115、116)に付加されている請求項1に記載の音響ホーン(1、100、200、300)。
  14. 前記整形体(7a、8a)が前記外方シェル(15、16、215)に付加されている請求項13に記載の音響ホーン(1、100、200、300)。
  15. 前記整形体(107a、108a)が前記外方シェル(115、116)と一体的な単一部材である請求項13に記載の音響ホーン(100)。
  16. 前記整形体(107a、108a)および前記外方シェル(115、116)が鋳造により形成されている請求項15に記載の音響ホーン(100)。
  17. 前記弾性薄膜(11、12)は金属製底部(38、39)によって前記整形体(7a、8a、107a、108a)に拘束されており、該金属製底部(38、39)は、発生される音の圧力レベルの関数として前記薄膜(11、12)に張力を加えるために、前記整形体(7a、8a、107a、108a)の外部に重なり合って前記整形体(7a、8a、107a、108a)にフランジ止めされている請求項13に記載の音響ホーン(1、100、200、300)。
  18. 前記底部(38、39)のためのカバーとして配置されていると共に前記整形体(7a、8a、107a、108a)に機械的係合作用によって結合されたキャップ(40、41)を具備する請求項17に記載の音響ホーン(1、100、200、300)。
  19. 制御手段に関連づけられていて前記コンプレッサ(2)から前記音響ダクト(13、14、313、314)までの空気流れを変更する弁手段を具備する請求項1に記載の音響ホーン(1、100、200、300)。
  20. 前記制御手段が電子手段である請求項19に記載の音響ホーン(1、100、200、300)。
  21. 前記制御手段が機械的手段である請求項19に記載の音響ホーン(1、100、200、300)。
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